Fyzika polovodičových detektorů ionizujícího záření

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Cíle předmětu:

Získat přehled matematických modelů používaných při popisu a charakterizaci polovodičových detektorů ionizujícího záření a při interpretaci naměřených dat těmito detektory.

Obsahové zaměření:

Obsahem přednášky je odvození rovnic jednotlivých modelů, nalezení jejich řešení v jednoduchých případech, diskuze o přibližných řešeních popisujících reálné situace a srovnání těchto výsledků s experimentálně naměřenými daty.

Základní témata:

1.Fenomenologický popis usměrňujících a ohmických přechodů.

2.Transportní rovnice pro polovodiče (hierarchie semi-klasických a kvantových modelů popisujících transport nosičů náboje v polovodičích, odvození rovnic, jednoduchá řešení transportních rovnic pro klasickou diodu a zažité názvosloví, detailní analýza transportních rovnic).

3.Numerická řešení transportních rovnic pomocí programového balíku TCAD.

4.Elektronická charakterizace (demonstrace smyslu elektronické charakterizace, I-V a C-V křivky, teplotní závislost a teplotní stabilizace, experimentální uspořádání pro měření I-V a C-V křivek, použití ochranných kroužků a triaxů).

5.Elektronická charakterizace různých typů křemíkových detektorů (křemíkové detektory s pozvolným a s ostrým P-N přechodem, křemíkové detektory s povrchovou bariérou).

6.Elektronická charakterizace detektorů ionizujícího záření založených na semi-izolačních materiálech.

7.Elektrické efekty nečistot a defektů (definice defektů a jejich systematizace, vliv defektů na elektronickou charakterizaci, materiálová charakterizace, DLTS, TSC, PICTS, ?).

Požadavky:

Další požadavky na studenta:

Vypracování a prezentace zadaných příkladů během cvičení.

Osnova přednášek:

Základní témata:

1.Fenomenologický popis usměrňujících a ohmických přechodů.

2.Transportní rovnice pro polovodiče (hierarchie semi-klasických a kvantových modelů popisujících transport nosičů náboje v polovodičích, odvození rovnic, jednoduchá řešení transportních rovnic pro klasickou diodu a zažité názvosloví, detailní analýza transportních rovnic).

3.Numerická řešení transportních rovnic pomocí programového balíku TCAD.

4.Elektronická charakterizace (demonstrace smyslu elektronické charakterizace, I-V a C-V křivky, teplotní závislost a teplotní stabilizace, experimentální uspořádání pro měření I-V a C-V křivek, použití ochranných kroužků a triaxů).

5.Elektronická charakterizace různých typů křemíkových detektorů (křemíkové detektory s pozvolným a s ostrým P-N přechodem, křemíkové detektory s povrchovou bariérou).

6.Elektronická charakterizace detektorů ionizujícího záření založených na semi-izolačních materiálech.

7.Elektrické efekty nečistot a defektů (definice defektů a jejich systematizace, vliv defektů na elektronickou charakterizaci, materiálová charakterizace, DLTS, TSC, PICTS, ?).

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Cíle předmětu:

Získat přehled matematických modelů používaných při popisu a charakterizaci polovodičových detektorů ionizujícího záření a při interpretaci naměřených dat těmito detektory.

Studijní materiály:

Základní:

1.Gerhard Lutz: ?Semiconductor Radiation Detectors?, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1999, 2007.

2.Richard H. Bube: ?Photoelectronic Properties of Semiconductors?, Cambridge University Press, 1992.

Doporučená:

1.H. K. Hanish: ?Semiconductor contacts ? An approach to ideas and models?, Oxford University Press, 1984.

2.M. A. Lampert, P. Mark: ?Current Injection in Solids?, Academic Press in New York and London, 1970.

3.A. Jüngel: ?Transport Equations for Semiconductors?, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009.

4.A. Dargys, J. Kundrotas: ?Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs, and InP?, Science and Encyclopedia Publishers, Vilnius, 1994.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: